الحلول المستدامة من النفايات البحرية لتغليف المواد الغذائية

في ظل التّحديات البيئية المتزايدة والحاجة الملحّة للحدّ من التلوث البلاستيكي، نستكشف في هذا المقال حلولًا مبتكرة ومستدامة من البحر للتعرف إلى كيفية تمكُّن الأعشاب البحرية ومخلفات المأكولات البحرية من أن تقدَّم بوصفها بديلًا صديقًا للبيئة لتغليف طعامنا.

يشكل التلوث البلاستيكي تحديًا بيئيًّا كبيرًا في قطاع تغليف المواد الغذائية، مما يستدعي البحث عن بدائل مستدامة (1). تبرز المصادر البحرية لكونها حلًّا واعدًا يمكن أن يُحدِث تحولًا جذريًّا في صناعة التغليف الغذائي، مع التركيز على الاستدامة وحماية البيئة (5-1).

الأعشاب البحرية بوصفها مصدرًا مستدامًا للتغليف:

الخصائص الطبيعية:

• نمو سريع مع متطلبات زراعية محدودة.
• وفرة طبيعية في المناطق الساحلية الاستوائية.
• قابلية للتجدد وانخفاض التكلفة البيئية  (1).

تحتوي الأعشاب البحرية على عديدات السكاريد (Polysaccharides) التالية:

عديدات السكاريد الرئيسة:

• الألجينات (Alginates) : حمض الألجينيك (Alginic acid)
• الفوكويدان (Fucoidan) : عديد السكريد الكبريتي (Sulfated polysaccharide)
• الكاراجينان (Carrageenan) : عديد السكريد الخطي (Linear polysaccharide)
• الأجار (Agar) : عديد سكريد الجالاكتوز (Galactose polysaccharide)
• الألفا (Ulvan) : عديد سكريد السلفات (Sulfated polysaccharide)

البوليمرات الحيوية المستخدمة في الأنظمة متعددة الطبقات  (2).

البروتينات والببتيدات:

• الجيلاتين (Gelatin) : بروتين حيواني متعدد الببتيدات
• الزين (Zein) : بروتين الذرة (Corn protein)

الكربوهيدرات المعدلة:

• الكيتوزان (Chitosan) : عديد السكريد الأميني (Amino polysaccharide)
• حمض البولي لاكتيك (Polylactic acid - PLA) : بوليستر حيوي (Bio-polyester)

المركبات النشطة بيولوجيًّا  (3).

مضادات الأكسدة الطبيعية:

• الببتيدات النشطة حيويًا (Bioactive peptides)
• البوليفينول (Polyphenols):  مركبات فينولية متعددة
• الكاروتينويدات (Carotenoids) : صبغات طبيعية

المواد المضادة للميكروبات:

• الببتيدات المضادة للميكروبات (Antimicrobial peptides)
• الزيوت الأساسية (Essential oils)

البوليمرات القابلة للتحلُّل البيولوجي  (4).

البولي هيدروكسي ألكانوات (Polyhydroxyalkanoates - PHAs):

• بولي هيدروكسي بوتيرات (Polyhydroxybutyrate - PHB)
• بولي هيدروكسي فاليرات (Polyhydroxyvalerate - PHV)

المكونات المستخرجة من نفايات المأكولات البحرية  (5).

البوليمرات الطبيعية:

• الكيتين (Chitin) :مستخلص من قشور القشريات، وله خصائص مضادة للميكروبات
•  بولي-N-أسيتيل-D-جلوكوزامين (Poly-N-acetyl-D-glucosamine)
• الكولاجين (Collagen): بروتين ليفي (Fibrous protein)
• البروتينات السمكية (Fish proteins) : بروتينات عضلية (Myofibrillar proteins)  تزيد من قوة المواد المستخدمة في التغليف.

خصائص وتطبيقات المواد  (1،5).

الخصائص الفيزيائية:

• النفاذية للأكسجين (Oxygen permeability)
• مقاومة الرطوبة (Moisture resistance)
• المتانة الميكانيكية (Mechanical strength)

التطبيقات:

• أغشية التغليف (Packaging films)
• الطلاءات الواقية (Protective coatings)
• العبوات النشطة (Active packaging)
• التغليف الذكي (Smart packaging)

التحديات والآفاق المستقبلية

التحديات الحالية  (5):

• تحسين الخصائص الميكانيكية للمواد الحيوية.
• تطوير خصائص الحاجز.
• تحقيق التنافسية الاقتصادية مع المواد التقليدية.

فرص التطوير  (1،3،5):

• خفض البصمة البيئية لصناعة التغليف.
• تعزيز مبادئ الاقتصاد الدائري.
• حماية النظم البيئية البحرية.
• تطوير تقنيات إنتاج مستدامة.

تقدم النفايات البحرية حلولًا  واعدة لتحديات تغليف المواد الغذائية  (5-1). من خلال الجمع بين الابتكار التكنولوجي والاستدامة البيئية، يمكن تطوير جيل جديد من مواد التغليف الصديقة للبيئة التي تلبي متطلبات الصناعة وتحافظ على البيئة.

المصادر:

  1. Aleksandra Nesic، Sladjana Meseldzija، Benavides S، Figueroa FA، Cabrera-Barjas G. Seaweed as a Valuable and Sustainable Resource for Food Packaging Materials. Foods [Internet]. 2024 Oct 9 [cited 2024 Oct 19];13(19):3212–2. Available from: هنا;

2. Luisa Bataglin Ávila، Carlos Eduardo Schnorr، Silva L، Marcílio Machado Morais، Caroline Costa Moraes، Silveira G، et al. Trends in Bioactive Multilayer Films: Perspectives in the Use of Polysaccharides، Proteins، and Carbohydrates with Natural Additives for Application in Food Packaging. Foods. 2023 Apr 19;12(8):1692–2.  [cited 2024 Oct 18]; Available from:  هنا;

3. Debeaufort F. Active biopackaging produced from by‐products and waste from food and marine industries. Díaz‐Moreno I، editor. FEBS Open Bio. 2021 Apr;11(4):984–98.  [cited 2024 Oct 17]; هنا;

4. Polyhydroxyalkanoate production from food packaging waste paper :: BioResources [Internet]. @bioresjournal. 2024 [cited 2024 oct 18]. Available from: هنا;

5. Zhan Z، Feng Y، Zhao J، Qiao M، Jin Q. Valorization of Seafood Waste for Food Packaging Development. Foods. 2024 Jul 3;13(13):2122–2.  [cited 2024 Oct 17]; هنا